Coccidia: A review of recent advances on immunity and vaccine development

Summary

The genus Eimeria contains a number of obligate intracellular protozoan parasites with a complicated life‐cycle involving both asexual and sexual stages of development. Coccidiosis is caused by Eimeria infecting primarily the intestine of the susceptible host, thereby seriously impairing the growth and feed utilization of poultry and other livestock. The desire to develop a vaccine against Eimeria has promoted active research to elucidate the mechanisms of protective immunity and identification of candidate vaccine antigens. Protozoa are unique in their modes of transmission and nature of disease manifestations, the significance of which should be considered in the development of a control strategy. An intricate and complex interplay of different cell populations and cytokines is involved not only in the pathogenesis of coccidiosis, but also in the development of protective immunity. Thus, comprehensive understanding of the events leading to protection following Eimeria infection will be crucial for the development of an effective vaccine.

Resume

Le genre Eimeria contient un nombre de protozoaires parasites intracellulaires obligatoires, ayant un cycle de vie compliqué, impliquant des phases de développement sexuées et asexuées. La coccidiose est provoquée par Eimeria qui infecte essentiellement l'intestin de l'hôte susceptible, diminuant sérieusement de ce fait la croissance et l'utilisation des nutriments de la volaille et autre bétail. Le désir de développer un vaccin contre Eimeria a encouragé des recherches actives destinées à élucider les mécanismes d'immunité protectrice et l'identification d'antigènes de candidats vaccins. Les protozoaires sont uniques dans leur mode de transmission et la nature des manifestations de la maladie dont la signification devrait être prise en compte pour le développement d'une stratégie de contrôle. Une interaction et interférence complexe des différentes populations cellulaires et des cytokines est impliquée non seulement dans la pathogénie de la coccidiose mais aussi dans le développement de l'immunité protectrice. Par conséquent, il est crucial de bien comprendre les évènements conduisant à une protection après infection à Eimeria afin de développer un vaccin efficace.

Zusammenfassung

Das Genus Eimeria umfaßt eine Anzahl obligat intrazellulärer protozoischer Parasiten mit einem komplizierten Lebenszyklus, an dem sowohl ungeschlechtliche als auch geschlechtliche Entwicklungsstadien beteiligt sind. Kokzidiose wird durch Eimerien verursacht, die in erster Linie den Darm des empfänglichen Wirtes infizieren und dadurch das Wachstum und die Futterverwertung von Geflügel und anderen Nutztieren ernstlich beeinträchtigen. Der Wunsch, eine Vakzine gegen Eimerien zu entwicklen, hat die aktive Forschung zur Aufkärung der Mechanismen der schützenden Immunität und zur Identifizierung von potentiellen Vakzine‐Antigenen gefördert. Protozoen sind einzigartig in ihren Übertragungsweisen und der Art der Krankheitserscheinungen, deren Bedeutung bei der Entwicklung einer Bekämpfungsstrategie Berücksichtigt werden sollte. Ein kompliziertes und komplexes Wechselspiel verschiedener Zellpopulationen und Zytokine ist nicht nur bei der Kokzidiosepathogenese beteiligt, sonder auch bei der Entwicklung einer schützenden Immunität. Somit ist ein umfassendes Verständnis der Vorgänge, die nach der Eimeria‐Infektion zum Schutz führen, für die Entwicklung einer wirksamen Vakzine entscheidend.

Resumen

El género Eimeria contiene un número de parásitos protozooarios intracelulares estrictos con un ciclo biológico complicado que incluye etapas asexuadas y sexuades. La coccidiosis es causada por Eimeria infecta inicialmente el intestino del hospedador susceptible, alterando seriamente el crecimiento y el empleo de alimento por las aves y otros animales de renta. El deseo de producir una vacuna contra Eimeria ha desarrollado una investigación intensa para elucidar los mecanismos de inmunidad protectora y la identificación de antígenos candidatos como vacunas. Los protozoos son únicos en lo que respecta a su modo de transmisión y a la naturaleza de las manifestaciones de enfermedad, debiendo considerarse su significado en el desarrollo de una estrategia de control de la enfermedad. Un conjunto complejo de poblaciones celulares y de citocinas se haya involucrado no sólo en la patogenia de la coccidiosis sino también en el desarrollo de una inmunidad protectora. Por tanto, sera fundamental tener un conocimiento claro de los eventos que conducen a una protección tras la infectión por Eimeria para llegar a desarrollar una vacuna eficaz.